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開關(guān)電源的電感擺放位置

來源:   發(fā)布時間:2021-04-08   點擊量:700


我們用于開關(guān)電源電壓轉(zhuǎn)換的開關(guān)穩(wěn)壓器是要在使用開關(guān)電源電感來臨時存儲能量。這些電感的尺寸一般都非常大,所以我們必須在開關(guān)穩(wěn)壓器的印刷電路板布局中為安排位置。這任務(wù)并不是很難,因為通過電感的電流可能會發(fā)生變化,但并不瞬間變化。變化只可能是連續(xù)的,一般來說相對地比較緩慢。

開關(guān)電源開關(guān)穩(wěn)壓器在兩個不同路徑之間來回切換電流。這種切換非常快,具體切換速度取決于切換邊緣的持續(xù)時間。開關(guān)電流流經(jīng)的走線稱為熱回路或者說交流電流路徑,在一個開關(guān)狀態(tài)下傳導(dǎo)電流,在另一個開關(guān)地狀態(tài)下不進(jìn)行傳導(dǎo)電流。在開關(guān)電源PCB板的布局中,應(yīng)該讓熱回路面積小且路徑短,這樣方便最大限度地減小這些走線中的寄生電感。寄生走線電感會產(chǎn)生無用的電壓失調(diào)并導(dǎo)致開關(guān)電源的電磁干擾。

其中關(guān)鍵熱回路顯示為虛線。讓開關(guān)電源電感器處在熱回路以外是正確的。

不可以開關(guān)電源電感下方、在內(nèi)層里或者是PCB背面布設(shè)敏感的控制走線。受電流流動的影響,線圈會產(chǎn)生磁場,它的結(jié)果會影響信號路徑中的微弱信號。在開關(guān)電源的開關(guān)穩(wěn)壓器當(dāng)中,一個關(guān)鍵信號路徑是反饋路徑,將輸出電壓連接到開關(guān)電源開關(guān)穩(wěn)壓器IC或者是電阻分壓器。

我們還應(yīng)注意,實際線圈既有電容效應(yīng),也有電感效應(yīng)。第一個線圈繞組直接連接到降壓開關(guān)穩(wěn)壓器的開關(guān)接點。結(jié)果,線圈的電壓變化開關(guān)節(jié)點處的電壓一樣強烈并且迅速。因為開關(guān)電源電路中的開關(guān)時間非常短且輸入電壓很高,開關(guān)電源PCB上的其他路徑上會產(chǎn)生大的耦合效應(yīng)。所以,敏感的開關(guān)電源走線應(yīng)該遠(yuǎn)離線圈。

一些電路設(shè)計者他們甚至不希望線圈下的開關(guān)電源PCB板當(dāng)中有任何銅層。,它們會在電感下方提供一個切口,便是在接地平面層中也是如此。它的目標(biāo)是防止線圈下方接地平面因線圈磁場形成渦流。這種方法沒有錯,但有爭論存在,比如是接地平面要保持一致,不應(yīng)中斷:

屏蔽的接地平面在不中斷效果會很好開關(guān)電源PCB的銅越多,散熱越好。即便產(chǎn)生渦流,這些電流也只可以進(jìn)行局部流動,只會造成一個很小的損耗,并且基本不會影響接地平面的功能。

所以,同意接地平面層,甚至是開關(guān)電源線圈下方,也應(yīng)該要保持一個完整的觀點。

總而言之,我們可以由此得出結(jié)論,雖然開關(guān)電源開關(guān)穩(wěn)壓器的線圈不是臨界熱回路的一部分,但不在線圈下方或者是靠近線圈處布敏感的控制走線卻是十分明智的。


 

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